羌塘盆地白垩系黑色岩系生烃母质研究

承秋泉，杨若飞，胡　广，付修根，曹　剑

(1.中国石化 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所，江苏 无锡　214151；

2.南京大学 地球科学与工程学院， 南京　210023； 3.西南石油大学 地球科学与技术学院，

成都　610500； 4.中国地质调查局 成都地质矿产研究所，成都　610081)



羌塘盆地白垩系黑色岩系生烃母质研究

承秋泉1，杨若飞2，胡广3，付修根4，曹剑2

(1.中国石化 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所，江苏 无锡214151；

2.南京大学 地球科学与工程学院， 南京210023； 3.西南石油大学 地球科学与技术学院，

成都610500； 4.中国地质调查局 成都地质矿产研究所，成都610081)

摘要：羌塘盆地白垩系是该区域新近发现的潜在烃源层系，通过有机岩石学和地球化学相结合的方法研究了其生烃母质。结果表明，根据观测到的各类生烃母质形状、大小、聚集形式以及荧光等特征综合分析，其成烃生物组合由高到低主要包括底栖生物、细菌、浮游藻类和高等植物4大类，并以底栖藻类占主要地位。这种以底栖藻类为主的烃源岩系与国内外其他同类烃源岩特征类似，在地球化学特征上表现为有机质丰度高(TOC大于2.0%，达到好烃源岩质量标准)、有机质类型较差(Ⅱ2型)，据此认为这套黑色岩系形成于海相环境。结合其在区域上的热演化特征，认为其具有良好的生烃潜力，特别是生气潜力，值得在今后的油气勘探和地质研究中加以重视。

关键词：生烃母质；黑色岩系；底栖生物；烃源岩；白垩系；羌塘盆地；特提斯

羌塘盆地位于青藏高原西藏地区，是当前国内勘探程度最低的油气远景区之一[1]，通常认为发育了4套主力烃源层，由下至上包括上三叠统肖茶卡组(T3x)、中侏罗统布曲组(J2b)、中侏罗统夏里组(J2x)和上侏罗统索瓦组下段(J3s1)[2]。最近，在北羌塘坳陷南部中央隆起附近的胜利河—长蛇山一带，于下白垩统索瓦组上段(K1s2)中发现了一套海相的黑色岩系，揭示了一套可能的新烃源层系[3-4]。前人对K1s2展开了系统的工作[4-7]，但对其生烃母质却未得到系统分析，这对于确定烃源岩的生烃性质与潜力以及沉积环境等至关重要。本文通过有机岩石学和地球化学相结合的方法研究其生烃母质，旨为区域油气勘探和地质研究提供新的参考；此外，鉴于研究区属于中生代特提斯的重要组成部分，因此期望研究结果能为这一基础地球科学研究热点提供参考。

1地质背景

羌塘盆地构造上位于可可西里—金沙江和班公湖—怒江缝合带之间，面积约18×104km2，由北羌塘坳陷、中央隆起、南羌塘坳陷3个二级构造单元组成(图1)。该区历经前泥盆纪基底、泥盆纪—二叠纪裂谷、三叠纪前陆、侏罗纪被动大陆边缘以及白垩纪—新生代残余等盆地演化阶段，属于一个典型的叠合盆地[8]。盆地在三叠纪—侏罗纪晚期大部分被海水覆盖，发育了数千米厚的碳酸盐岩为主夹碎屑岩的地层[1]。侏罗纪末的燕山运动使羌塘盆地进入海相盆地萎缩阶段，到晚白垩世末，大部分地区转为陆相残余盆地[1]。因此，本次研究的下白垩统主体应处于海陆过渡演化期。

羌塘盆地最近发现的这套白垩系黑色岩系主要分布于北羌塘坳陷的中、西部(图1)，位于下白垩统索瓦组上段。索瓦组岩性组合穿时，存在二分，其中，下段位于上侏罗统，为一套碳酸盐岩组合；上段位于下白垩统，为一套碳酸盐岩夹碎屑岩组合，具体为泥晶灰岩和含生物鲕粒灰岩沉积，夹少量细砂岩、泥岩、膏盐岩[9]。在水平方向上，下白垩统黑色岩系发育2类沉积：(1)三角洲相，位于雀莫错—达卓玛一线以东，岩性主要为泥岩、粉砂岩、砂岩，向北和向东转变为雪山组和扎窝茸组陆相沉积，标志着沉积环境转为陆相；(2)潮坪—潟湖相，见于北羌塘坳陷中部大部分地区，底部岩性包括砂岩、泥晶灰岩、泥灰岩、灰岩、页岩，顶部为巨厚层膏盐岩[10]。

2样品与实验

样品采自2008年胜利河西岸发现的剖面(图1)，这条剖面位于胜利河—长蛇山黑色岩系(或油页岩)带中部，层位在索瓦组上段底部，岩性主要包括灰黑色页岩、泥灰岩、泥晶灰岩互层，其上为索瓦组上段厚层石膏、膏灰岩所覆盖。鉴于这些黑色岩系分布稳定[3-4]，因此本次工作所采样品具有代表性。

图1　羌塘盆地构造单元及研究区地质略图

图2　羌塘盆地北羌塘坳陷胜利河

19件样品的采样位置、岩性和编号见图2。为了查明黑色岩系的生烃母质，探讨其地质意义，进行了较系统的有机岩石学和地球化学分析。有机岩石学分析包括常规光学显微镜下，以及扫描电子显微镜下观测；有机地球化学分析包括常规的基础有机地球化学(包括有机碳、氯仿沥青“A”含量、岩石热解等)和生物标志物地球化学分析。

3生烃母质特征

对黑色岩系进行了系统的光学显微镜和扫描电子显微镜镜下综合鉴定分析，认为其成烃生物组合由高到低主要包括底栖生物、细菌、浮游藻类和高等植物4大类，并以底栖生物和细菌占主要地位，底栖生物包括底栖藻类和底栖动物(图3)。

(1)底栖藻类：是该剖面中有机质的主要存在形式，在所有样品中均有发现，并大量分布于页岩样品中。底栖藻类按照其形态和赋存形式主要分为3类：第一类主要以大面积的叶状、片状形式出现，局部有碳化现象，在单偏光下呈红褐色至黑色，蓝光激发下几乎不显荧光(图3a)；第二类主要以网格状细胞结构的形式叠加出现，其单个网孔直径约为5 μm，边缘以交织的丝状体相连，在蓝光激发下显棕黄色荧光(图3b)；第三类在形态上与第二类相同，但在分布上主要位于底栖动物壳体内部，其网眼内部多被碳酸盐充填，仅残余褐色丝状结构，这类藻在蓝光激发下主要显碳酸盐矿物的黄绿色荧光(图3c)。

(2)底栖动物：又包括腕足类、腹足类、棘皮类以及少量有孔虫、苔藓虫和其他不明生物残体。这些生物壳体普遍因发生严重钙化而显黄绿色荧光。对于腕足类和腹足类，或被网状钙化的底栖藻类充填，或被较大的方解石或白云石晶体充填，而棘皮类生物的骨板则多被细粒方解石充填(图3d,e)。

(3)细菌：是除底栖生物之外另一类重要的生烃母质，其荧光特征为极其细小浸染状分布的绿色斑点。电子显微镜下，黑色岩系中的细菌通常呈球状，直径在2 μm左右，大多成群分布于方解石、磷灰石等矿物表面(图3f)。

(4)浮游生物：主要为浮游藻类，多见于泥灰岩样品中，以无定形的形式存在，在单偏光下无法分辨其结构，蓝光激发下显黄色荧光(图3g)。

第一，戏剧表演在义演中最为普遍。慈善义演以评剧、粤剧、评话、弹词、越剧、甬剧、滑稽戏等地方戏剧为代表，这些剧种的题材多种多样，大多是以中国传统文化为主要内容的历史题材，目的是传承仁孝礼义的传统文化观念，以平易近人的艺术形象对文化水平普遍偏低的民众进行文化传播，进而丰富民众的文化生活，影响人们的思想观念。

(5)高等植物：只发现于泥灰岩样品中，主要以孢粉的形式出现。光学显微镜下发现其呈碎屑状分布于典型泥灰岩样品中的孔隙中，直径约10~15 μm，在蓝光激发下呈现金黄色荧光(图3h)。

4烃源岩地球化学特征

以上分析表明，羌塘盆地(特别是北羌塘坳陷)白垩系黑色岩系的生烃母质以宏观藻类为主。前人分析表明，宏观藻类生烃母质在地球化学特征上通常以有机质类型相对差、有机质丰度相对较高为特征[11-14]，这在本次工作中也得到了验证。

4.1　有机质丰度

采用总有机碳含量、生烃潜量(S1+S2)和氯仿沥青“A”含量等指标来衡量黑色岩系的有机质丰度。胜利河黑色岩系剖面实测11个样品总有机碳含量为1.96%~6.59%，平均5.06%，达到优质烃源岩标准(>2%)(图4)。其中，2个泥灰岩样品总有机碳含量为1.96%~3.71%，平均2.84%，泥晶灰岩样品25TC-09总有机碳含量6.46%，其余页岩样品总有机碳含量4.24%~6.59%，平均5.10%。总体而言，整个剖面总有机碳含量呈现先升再降的特点，且有机碳含量在不同岩性中出现差异，页岩总有机碳含量与泥晶灰岩接近，而明显高于泥灰岩。

所有烃源岩样品的生烃潜量为3.04~16.11 mg/g，平均10.47 mg/g，达到好烃源岩(>6 mg/g)标准，并且除25TC-1以外其他样品都大于6mg/g。

图3　羌塘盆地北羌塘坳陷胜利河黑色岩系生烃母质组成特征

图4　羌塘盆地北羌塘坳陷胜利河黑色岩系剖面基础有机地球化学特征

其中，2个泥灰岩样品平均生烃潜量为4.69 mg/g，泥晶灰岩样品25TC-09的生烃潜量为12.12 mg/g，其余页岩样品平均生烃潜量11.75 mg/g，同样表现出页岩与泥晶灰岩相近，而大于泥灰岩的特征。

11个样品的氯仿沥青“A”含量(816~2 110)×10-6，大于1 000×10-6的样品有9个，大于1 500×10-6的样品有3个，其变化趋势与有机碳相似，先升后降(图4)。其中2个泥灰岩样品25TC-1和25TC-4平均氯仿沥青“A”值为938×10-6，泥晶灰岩样品25TC-9氯仿沥青“A”值为1 429×10-6，其余页岩样品平均氯仿沥青“A”值为1 444×10-6，与有机碳、生烃潜量变化特征相似。

综上所述，胜利河黑色岩系剖面上所有页岩样品都达到优质烃源岩标准，泥灰岩稍差，但也达到好烃源岩标准，泥晶灰岩与页岩样品相似，这样的分布特征也与显微镜下观察到的不同岩性样品中底栖藻类的含量分布特征一致。

4.2　有机质类型

常见用来判断烃源岩有机质类型的地球化学参数包括热解参数(氢指数IH)、干酪根元素比值(H/C、O/C)和干酪根碳同位素(δ13C)等，前文的有机岩石学特征是重要的补充依据。

胜利河剖面11个样品氢指数值为152~252 mg/g，平均 203 mg/g，其中，泥灰岩平均值160 mg/g，泥晶灰岩226 mg/g，页岩202 mg。相比而言，所有11个样品的氧指数(IO)分布在21~70 mg/g，平均51 mg/g，其中，泥灰岩平均值62 mg/g，泥晶灰岩47 mg/g，页岩48 mg/g。按照我国石油天然气行业标准SY/T5735-1995，Ⅱ2型有机质的氢指数值在150~350 mg/g，因此胜利河黑色岩系总体上呈现Ⅱ2型有机质的特征。

在IH-IO和IH-Tmax相关图(图5)上，所有样品均落在Ⅱ型有机质范围内，并以Ⅱ2型为主。其中，泥灰岩样品明显更靠近Ⅲ型所在区，表明其有机质来源中高等植物输入所占比重更大；而泥晶灰岩与页岩样品有机质类型相近，这也与显微镜下观测的样品生物母质组成相一致。

所有样品的干酪根碳同位素值范围为-22.2‰~ -20.9‰，平均值-21.5‰，碳同位素值明显偏重。这种情况的发生有2种可能的解释：一是由于形成黑色岩系的生物母质主要为高等植物，二是在某些海相半咸水—咸水沉积环境下也能形成碳同位素偏重的烃源岩[15-16]。结合有机岩石学观测结果，黑色岩系的生物母质来源以海生底栖藻类为主，因此后一种可能性更大，反映有机质的沉积环境主体为海相，类型较差。

4.3　有机质成熟度

从样品烃源岩热解Tmax变化在440～444℃之间、生烃母质组成中浮游藻类蓝光激发下显黄色荧光(图3g)以及高等植物孢粉在蓝光激发下呈现金黄色荧光(图3h)可以看出，其有机质正处于成熟阶段，相当于Ro变化在0.8%～1.0%之间。

图5　羌塘盆地北羌塘坳陷胜利河黑色岩系剖面有机质类型

5讨论

5.1　沉积环境

根据地质背景推断，胜利河下白垩统的沉积环境主体应属于海相的潟湖—潮坪沉积[1,9-10]，但欠缺过硬的证据。基于本次研究结果(图3)，黑色岩系的生烃母质包括底栖生物、细菌、浮游藻类和高等植物，并且以底栖藻类为主；再结合前人对羌塘盆地生烃母质的研究[1,17]，可以确定黑色岩系中的底栖藻类主要为红藻，反映了黑色岩系总体沉积于海相的沉积环境[18-19]。而从岩性上看，不同岩性样品的成烃生物组合又具有一定差异，显示其形成环境又有细微差异。

底部泥灰岩样品25TC-01~25TC-04的成烃生物组合比较复杂，主要包括底栖藻类、浮游藻类和高等植物孢粉等，但镜下观测生物母质总体含量和总有机碳含量都偏低。高等植物的出现表明泥灰岩样品沉积时期陆源物质输入相对较多，反映沉积水体深度较浅，盐度较低，属于海陆过渡的滨浅湖相沉积，不利于有机质的保存。

页岩样品25TC-05~25TC-08和25TC-10~25TC-19成烃生物组合主要包括大量的底栖藻类、底栖动物和细菌，未发现高等植物，镜下观测生物母质含量和总有机碳含量很高，表明沉积水体相对泥灰岩较深。据前人研究，羌塘盆地早白垩世有间歇性的海侵发生，因此沉积环境应为海侵下的半封闭潟湖相。

泥晶灰岩样品25TC-09的成烃生物组合与页岩类似，同样为底栖藻类、底栖动物和细菌，但底栖动物的排列具有明显的定向性，说明其形成于水体水动力较强的潮间带，水体深度最浅。显微观测发现，样品中的生物母质含量明显少于页岩，尽管如此，其有机质丰度指标却与页岩相近，表明泥晶灰岩样品的有机质保存条件最好，应当沉积于强还原的沉积环境。样品中未发现任何高等植物孢粉和碎片，表明这一时期气候干旱，由降水带来的陆源物质输入十分有限，因此很可能是强烈的蒸发作用导致的高盐度潟湖环境。

成烃生物分布组合反映出的沉积环境特征也与样品的地球化学特征一致。从表1可以看出，所有样品的主峰碳数为nC17~nC19，反映样品的主要生物母质组成均为水生的浮游类或底栖生物[20]。样品的Pr/Ph值均低于1，伽马蜡烷/C30藿烷比值在0.2~0.4之间，Sr/Ba值大于1，反映沉积环境为还原的海相环境[21-23]。从样品的主量元素氧化物含量可以看出，泥灰岩样品具有较高的Si(SiO2含量22.16%~25.23%)、Al(Al2O3含量6.29%~6.67%)含量，以及相对较低的Ca(CaO含量28.58%~32.13%)含量，表明这些样品沉积时期陆源碎屑输入较多，应沉积于气候更加温暖湿润、风化作用较强的时期[24]。相比而言，泥晶灰岩样品具有极低的Si(SiO2含量4.22%)、Al(Al2O3含量0.68%)含量，以及相对较高的Ca(CaO含量34.50%)含量，此外，该样品Mg含量极高(MgO含量12.95%，是其他样品的3倍以上)，说明该样品沉积于气候干旱、蒸发作用强烈的时期，高含量的Ca、Mg可能和水体的咸化与浓缩有关[25]。由于高盐度导致水体分层，使得泥晶灰岩样品25TC-09的沉积环境相对其他样品更为还原，这也可以从其微量元素V/Cr和Ni/Co的高比值看出(表1)。

表1　羌塘盆地北羌塘坳陷胜利河地区黑色岩系剖面沉积环境典型地球化学参数

5.2　生烃潜力

通过前面的研究发现，北羌塘坳陷下白垩统黑色岩系的生烃母质主要是底栖宏观藻类。因此，对底栖宏观藻类生烃能力的认识是评价研究区这套黑色岩系生烃潜力的关键。

传统观点认为，形成沉积有机质的最重要的4类生物是浮游植物、浮游动物、高等植物和细菌[26]。然而20世纪90年代以来，在我国海相地层中不断发现以底栖宏观藻类为主要生烃母质的烃源岩，如河北新元古界下马岭组页岩、安徽上震旦统蓝田组黑色页岩、湖北宜昌陡山沱组页岩[12, 14, 27-28]，由此吸引众多学者对底栖宏观藻类的生烃能力展开了研究。孟庆强等[28-29]通过对多细胞底栖宏观藻、浮游藻和单细胞藻的加水热模拟实验，对比分析后认为，底栖宏观藻的生烃能力总体上不及浮游藻和单细胞藻，其生烃率呈双峰分布，在低熟阶段以生成液态烃为主，但生成的主要为品质较差的稠油或沥青，在高成熟—过熟阶段则具有较好的生气潜力。秦建中等[14,30]也认为底栖藻类的生烃能力不及浮游藻，其最高生油量仅为相同质量浮游藻的1/2~1/3，原始生烃潜力相当于Ⅱ型干酪根。而边立曾等[11]则认为，底栖藻类在形成优质烃源岩方面亦有其优势：底栖藻类的生物生产力巨大，其生物生产力可达2 500~5 500 mg/(m2·d)，相当于浮游藻的数倍到数十倍；此外，底栖宏观藻类具有易搬运，不易腐烂和被食用的特点，因此在有机质保存方面具有天然的优势，有利于富有机质黑色岩系的形成，因此以底栖藻类作为生烃母质的烃源岩多为Ⅱ型干酪根，以生气为主。

胜利河黑色岩系即属于典型的Ⅱ2型干酪根烃源岩。按照有机质丰度划分达到好烃源岩标准，光学显微镜镜下观测显示有机质荧光较弱，部分生物母质甚至出现轻微碳化现象，表明其成熟度均处于成熟阶段。

在烃源岩的分布与数量上，这套黑色岩系在北羌塘坳陷大部分地区均有发现，分布面积广，因此不同区域的烃源岩质量可能存在区域差异。事实上，根据前人在整个胜利河—长蛇山油页岩带，以及托纳木地区的研究结果，索瓦组上段在长蛇山、托纳木地区存在着有机质丰度高、有机质类型为Ⅱ1型、成熟度较低的油页岩[31-32]。根据秦建中等[14]所做的模拟实验结果，底栖宏观藻的生油高峰相较浮游藻要晚一些，约为Ro=1.1%，因此这套羌塘盆地白垩系黑色岩系在热演化程度较低的地区可具有一定的生油潜力，即索瓦组上段也具有一定的生油潜力。

6结论

(1)胜利河黑色岩系生烃母质组成主要包括底栖生物、细菌、浮游藻类和高等植物4大类，并以底栖生物为主。

(2)胜利河黑色岩系总体上为海相台地—潟湖沉积，但具体在垂向上由下至上又存在细微差异，底段泥灰岩有机质含量较低，沉积环境偏陆相，沉积时期气候温暖湿润，水体盐度较低、为弱氧化滨浅湖相环境；中段泥晶灰岩有机质含量较高，沉积于蒸发作用强烈、水体盐度较高、水体分层的蒸发潟湖相环境；顶段页岩有机质含量高，沉积于海侵条件下的还原性半封闭潟湖相环境。

(3)胜利河地区底栖藻类为主的烃源岩系在地球化学上具有有机质丰度高、有机质类型属Ⅱ2型的特征，具有良好的生烃，特别是生气潜力，在热演化程度较低的地区可具有一定的生油潜力，其油气资源远景值得在下步勘探中加以重视。

参考文献:

[1]赵政璋,李永铁,叶和飞,等.靑藏高原海相烃源层的油气生成[M].北京:科学出版社,2000.

Zhao Zhengzhang,Li Yongtie,Ye Hefei,et al.Oil and gas generation of Mesozoic marine source rock in the Qinghai-Tibet Pla-teau,China[M].Beijing:Science Press,2000.

[2]秦建中.青藏高原羌塘盆地中生界主要烃源层分布特征[J].石油实验地质,2006,28(2):134-141.

Qin Jianzhong.Distributions of the main Mesozoic hydrocarbon source rocks in the Qiangtang Basin of the Qinghai-Tibet Plateau[J].Petroleum Geology & Experiment,2006,28(2):134-141.

[3]Fu Xiugen,Wang Jian,Zeng Yuhong,et al.Geochemical and palynological investigation of the Shengli River marine oil shale (China):Implications for paleoenvironment and paleoclimate[J].International Journal of Coal Geology,2009,78(3):217-224.

[4]王剑,付修根,李忠雄,等.藏北羌塘盆地胜利河—长蛇山油页岩带的发现及其意义[J].地质通报,2009,28(6):691-695.

Wang Jian,Fu Xiugen,Li Zhongxiong,et al.Discovery of the Shenglihe-Changsheshan oil shale belt in the Qiangtang Basin,northern Tibet,China and its significance[J].Geological Bulletin of China,2009,28(6):691-695

[5]Fu Xiugen,Wang Jian,Zeng Yuhong,et al.Concentrations and modes of occurrence of platinum group elements in the Shengli River oil shale,northern Tibet,China[J].Fuel,2010,89(12):3623-3629.

[6]Fu Xiugen,Wang Jian,Zeng Yuhonget al.Geochemistry and origin of rare earth elements (REEs) in the Shengli River oil shale,northern Tibet,China[J].Chemie der Erde-Geochemistry,2011,71(1):21-30.

[7]王剑,付修根,杜安道,等.羌塘盆地胜利河海相油页岩地球化学特征及Re-Os定年[J].海相油气地质,2007,12(3):21-26.

Wang Jian,Fu Xiugen,Du Andao,et al.Organic Geochemistry and Re-Os dating of marine oil shale in Shenglihe area,northern Tibet,China[J].Marine Origin Petroleum Geology,2007,12(3):21-26.

[8]南征兵,张艳玲,李永铁,等.羌塘中生代盆地演化特征[J].天然气地球科学,2013,24(3):534-540.

Nan Zhengbing,Zhang Yanling,Li Yongtie,et al.Evolution chara-cteristics of the Qiangtang Basin in the Mesozoic era[J].Natural Gas Geoscience,2013,24(3):534-540.

[9]付修根,王剑,汪正江,等.藏北羌塘盆地晚侏罗世海相油页岩生物标志物特征、沉积环境分析及意义[J].地球化学,2007,36(5):486-496.

Fu Xiugen,Wang Jian,Wang Zhengjiang,et al.Biomarkers and sedimentary environment of Late Jurassic marine oil shale in Qiangtang Basin,northern Xizang and its geological significance[J].Geochi-mica,2007,36(5):486-496.

[10]曾胜强,王剑,陈明,等.北羌塘盆地索瓦组上段的时代、古气候及石油地质特征[J].现代地质,2012,26(1):10-21.

Zeng Shengqiang,Wang Jian,Chen Ming,et al.Geological age,paleoclimate and petroleum geological characteristics of the Upper part of the Suowa Formation in the north Qiangtang Basin[J].Geoscience,2012,26(1):10-21.

[11]边立曾,张水昌,张宝民,等.河北张家口下花园地区新元古代下马岭组油页岩中的红藻化石[J].微体古生物学报,2005,22(3):209-216.

Bian Lizeng,Zhang Shuichang,Zhang Baomin,et al.Red algal fossils discovered from the Neoproterozoic Xiamaling oil shales,Xiahuayuan town of Hebei province[J].Acta Micropalaeontolo-gica Sinica,2005,22(3):209-216.

[12]张水昌,张宝民,边立曾,等.8亿多年前由红藻堆积而成的下马岭组油页岩[J].中国科学：D辑:地球科学,2007,37(5):636-643.

Zhang Shuichang,Zhang Baomin,Bian Lizeng,et al.The Xiamaling oil shale generated through Rhodophyta over 800 Ma ago[J].Science in China:Series D:Earth Sciences,2007,50(4):527-535.

[13]曹剑,边立曾,胡凯,等.柴达木盆地北缘侏罗系烃源岩中发现底栖宏观红藻类生烃母质[J].中国科学：D辑:地球科学,2009,39(4):474-480.

Cao Jian,Bian Lizeng,Hu Kai,et al.Benthic macro red alga:A new possible bio-precursor of Jurassic mudstone source rocks in the northern Qaidam Basin,northwestern China[J].Science in China:Series D:Earth Science,2009,52(5):647-654.

[14]秦建中,陶国亮,腾格尔,等.南方海相优质页岩的成烃生物研究[J].石油实验地质,2010,32(3):262-269.

Qin Jianzhong,Tao Guoliang,Tenger,et al.Hydrocarbon-forming organisms in excellent marine source rocks in south China[J].Petroleum Geology & Experiment,2010,32(3):262-269.

[15]Schidlowski M,Gorzawski H,Dor I.Carbon isotope variations in a solar pond microbial mat:Role of environmental gradients as steering variables[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1994,58(10):2289-2298.

[16]Schouten S,Hartgers W A,Lòpez J F,et al.A molecular isotopic study of13C-enriched organic matter in evaporitic deposits:recog-nition of CO2-limited ecosystems[J].Organic Geochemistry,2001,32(2):277-286.

[17]秦建中.青藏高原羌塘盆地有机相展布与成烃模式[J].石油实验地质,2006,28(3):264-270.

Qin Jianzhong.The organic facies distribution and hydrocarbon-forming model in the Qiangtang Basin,Qinghai-Tibet Plateau[J].Petroleum Geology & Experiment,2006,28(3):264-270.

[18]Cole K M,Sheath R G.Biology of the red algae[M].Cambridge:Cambridge University Press,1990.

[19]Xie Xiaomin,Volkman J K,Qin Jianzhong,et al.Petrology and hydrocarbon potential of microalgal and macroalgal dominated oil shales from the Eocene Huadian Formation,NE China[J].International Journal of Coal Geology,2014,124:36-47.

[20]Peters K E,Walters C C,Moldowan J M.The biomarker guide:interpreting molecular fossils in petroleum and ancient sediments[M].2nd ed.Cambridge:Cambridge University Press,2005.

[21]Didyk B M, Simoneit B R T,Brassell S C,et al.Organic geochemical indicators of palaeoenvironmental conditions of sedimentation[J].Nature,1978,272(5650):216-222.

[22]傅家谟,盛国英,许家友,等.应用生物标志化合物参数判识古沉积环境[J].地球化学,1991(1):1-12.

Fu Jiamo,Sheng Guoying,Xu Jiayou,et al.Application of biomarker compounds in assessment of paleoenvironments of Chinese terrestrial sediments[J].Geochimica,1991(1):1-12.

[23]袁文芳,陈世悦,曾昌民.渤海湾盆地古近纪海侵问题研究进展及展望[J].沉积学报,2005,23(4):604-612.

Yuan Wenfang,Chen Shiyue,Zeng Changmin.Research development and prospects on Paleogene sea transgression in Bohai Bay Basin[J].Acta Sedimentologica Sinica,2005,23(4):604-612.

[24]Egli M,Mirabella A,Sartori G,et al.Weathering rates as a function of climate:results from a climosequence of the Val Genova (Trentino,Italian Alps)[J].Geoderma,2003,111(1/2):99-121.

[25]Deelman J C,Land L S,Folk R L.Mg/Ca ratio and salinity;two controls over crystallization of dolomite[J].AAPG Bulletin,1975,59(10):2056-2057.

[26]Tissot B P,Welte D H.Petroleum formation and occurrence:a new approach to oil and gas exploration[M]. Berlin Heidelberg:Springer-Verlag,1984.

[27]Yuan Xunlai,Li Jun,Cao Ruiji.A diverse metaphyte assemblage from the Neo-Proterozoic black shales of South China[J].Lethaia,1999,32(2):143-155.

[28]孟庆强,秦建中,刘文斌,等.多细胞宏观底栖藻类生烃特点实验研究[J].石油学报,2008,29(6):822-826.

Meng Qingqiang,Qin Jianzhong,Liu Wenbin,et al.Experimental study on hydrocarbon generation of multi-cellular benthic macro alga[J].Acta Petrolei Sinica,2008,29(6):822-826.

[29]孟庆强,马亮帮,邹安德,等.不同藻类热模拟实验的生烃特征对比[J].石油实验地质,2008,30(3):281-285.

Meng Qingqiang,Ma Liangbang,Zou Ande,et al.Comparison of characteristics of hydrocarbon generation for different alga[J].Petroleum Geology & Experiment,2008,30(3):281-285.

[30]秦建中,申宝剑,陶国亮,等.优质烃源岩成烃生物与生烃能力动态评价[J].石油实验地质,2014,36(4):465-472.

Qin Jianzhong,Shen Baojian,Tao Guoliang,et al.Hydrocarbon-forming organisms and dynamic evaluation of hydrocarbon generation capacity in excellent source rocks[J].Petroleum Geology & Experiment,2014,36(4):465-472.

[31]李亚林,王成善,伍新和,等.藏北托纳木地区发现上侏罗统海相油页岩[J].地质通报,2005,24(8):783-784.

Li Yalin,Wang Chengshan,Wu Xinhe,et al.Discovery of Upper Jurassic marine oil shale in the Tuonamu area,northern Tibet,China[J].Geological Bulletin of China,2005,24(8):783-784.

[32]李忠雄,何江林,熊兴国,等.藏北羌塘盆地上侏罗—下白垩统胜利河油页岩特征及其形成环境[J].吉林大学学报:地球科学版,2010,40(2):264-272.

Li Zhongxiong,He Jianglin,Xiong Xingguo,et al.The Upper Jurassic-Lower Cretaceous Shenglihe oil shales and their formation in the Qiangtang Basin,northern Xizang[J].Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2010,40(2):264-272.

(编辑徐文明)

Bio-precursors of Cretaceous black shales in the Qiangtang Basin, Tibet

Cheng Qiuquan1, Yang Ruofei2, Hu Guang3, Fu Xiugen4, Cao Jian2

(1.WuxiResearchInstituteofPetroleumGeology,SINOPEC,Wuxi,Jiangsu214151,China; 2.SchoolofEarthSciencesand

Engineering,NanjingUniversity,Nanjing,Jiangsu210023,China; 3.SchoolofEarthSciencesandTechnology,SouthwestPetroleum

University,Chengdu,Sichuan610500,China; 4.ChengduInstituteofGeologyandMineralResources,

ChinaGeologicalSurvey,Chengdu,Sichuan610081,China)

Abstract:A new sequence of hydrocarbon source rock has been discovered recently in the Qiangtang Basin, Tibet, i.e., the Cretaceous black shales. We investigated the bio-precursors of the shales by an integrated method of organic petrology and geochemistry to improve the understanding of their resource potential. Results showed that the bio-precursors of the shales can be classified into four types in general based on their shapes, sizes, accumulation forms and fluorescence. They include marine benthic algae and zooplankton, bacteria, phytoplankton and terrestrial higher plants in decreasing order of abundance. Benthic algae are the dominant precursors. Similar to source rocks of the same type worldwide, these benthic algae dominant source rocks have high organic matter abundance (TOC>2.0%), reaching the level of good quality and belonging to organic matter typeⅡ2, indicating that they were deposited in a marine environment. Combined with the regional thermal evolution of the shales, we deduced that the black shales have a good hydrocarbon resource potential and are likely to produce dominantly gas. They may comprise a good exploration target and merit further geological research.

Key words:bio-precursor; black shales; benthic organism; source rock; Cretaceous; Qiangtang Basin; Tethys

基金项目：国家自然科学基金(41322017，41472100，41472099)资助。

作者简介：承秋泉(1964—)，男，高级实验师，从事油气地球化学实验研究和管理工作。E-mail: andrew2005@126.com。

收稿日期：2015-03-18；

修订日期：2015-12-08。

中图分类号：TE122.1+1

文献标识码：A

文章编号：1001-6112(2016)01-0091-08doi：10.11781/sysydz201601091